MÔ PHỎNG máy GIA tốc TUYẾN TÍNH DÙNG TRONG xạ TRỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO

ð I H C QU C GIA THÀNH PH H TRƯ NG ð I H C KHOA H C T CHÍ MINH NHIÊN LÊ THANH XN MƠ PH NG MÁY GIA T C TUY N TÍNH DÙNG TRONG X TR B NG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO LU N VĂN TH C SĨ V T LÝ H T NHÂN TP H CHÍ MINH, 2010 ð I H C QU C GIA THÀNH PH H TRƯ NG ð I H C KHOA H C T CHÍ MINH NHIÊN LÊ THANH XN MƠ PH NG MÁY GIA T C TUY N TÍNH DÙNG TRONG X TR B NG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO Chuyên ngành: V T LÝ H T NHÂN Mã s LU N VĂN TH C SĨ V T LÝ H T NHÂN NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: PGS TS MAI VĂN NHƠN TP H CHÍ MINH, 2010 L I C M ƠN ð ñ t k t qu ngày hơm nay, tơi nh n đư c s d y d , giúp ñ t n tình c a th y cơ, b n bè trình h c t p v a qua, thông qua quy n lu n văn này, xin g i l i c m ơn chân thành sâu s c ñ n: Th y PGS.TS MAI VĂN NHƠN, ngư i t n tình ch b o đ nh hư ng cho tơi th c hi n lu n văn Cô Th.S TRƯƠNG TH H NG LOAN, ngư i giúp đ tơi r t nhi u trình th c hi n lu n văn B n ð!NG NGUYÊN PHƯƠNG, ngư i ñã nhi t tình giúp đ tơi tơi g"p khó khăn Th y PGS.TS CHÂU VĂN T#O, ngư i ñã ñ$ng ý cho ñư c chuy n b% môn ñ ñư c h c nguyên c&u lĩnh v c tơi ưa thích Các th y B% môn V t lý H t nhân – Khoa V t lý – Trư ng ð i h c Khoa h c T nhiên Thành ph( H$ Chí Minh ñã t n tình gi ng d y, hư ng d)n su(t th i gian h c cao h c Các anh ch Phòng L p k ho ch – Khoa Ung Bư u – B nh vi n Ch R)y cung c p cho tơi d* li u t o ñi u ki n t(t nh t giúp tơi có th hồn thành lu n văn Anh Th.S NGUY+N CHÍ LINH Phịng V t lý Tính tốn – Trư ng ð i h c Khoa h c T nhiên Thành ph( H$ Chí Minh nhi t tình ch d)n tơi, ch y chương trình h th(ng WS Các b n h c viên cao h c V t lý H t nhân – K17, gia đình b n bè ng h%, đ%ng viên khuy n khích tơi su(t th i gian qua M CL C M c l c Danh m c ký hi u ch vi t t t Danh m c b ng Danh m c hình v , đ th M ð U CHƯƠNG – LÝ THUY T V X TR 12 1.1 GI I THI U 12 1.2 M C ðÍCH ðI U TR B NG TIA X 12 1.3 NH NG NGUYÊN T C ðI U TR B NG TIA X 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ðI U TR B NG TIA X 13 15 1.5 CÁC K THU T TÍNH LI U TRONG X TR NGOÀI 17 1.6 XÁC ð NH TH TÍCH VÀ CÁC GI N ð LI U KH I 18 CHƯƠNG – T NG QUAN V MÁY GIA T C TUY N TÍNH 21 2.1 L CH S! PHÁT TRI N C"A MÁY GIA T C 21 2.2 NGUY N LÝ GIA T C TH#NG 22 2.3 ð U ðI U TR MÁY GIA T C TUY N TÍNH 25 2.4 C$U HÌNH MÁY GIA T C TUY N TÍNH HI N ð I 28 CHƯƠNG – HÌNH NH DICOM VÀ CHƯƠNG TRÌNH K T N I HÌNH NH DICOM V I MCNP5 31 3.1 GI I THI U V NH DICOM 31 3.2 GI I THI U V CHƯƠNG TRÌNH CODIM 32 CHƯƠNG – MÔ PH%NG MÁY GIA T C TUY N TÍNH B NG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 B NG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 VÀ CODIM 45 4.1 M C ðÍCH 45 4.2 C$U HÌNH ð U MÁY GIA T C PRIMUS VÀ MÔ PH%NG MCNP5 45 4.3 ðÁNH GIÁ K T QU TÍNH TỐN 52 K T LU N 66 DANH M C CƠNG TRÌNH 69 TÀI LI U THAM KH O 70 DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CÁC CH Các ký hi u t : th&i gian h't ñư)c gia t*c (s) l : ñ+ dài *ng d,n (cm) v-n t*c chuy.n ñ+ng c/a h't *ng (m/s) v: m e : : kh*i lư)ng c/a electron (g) n tích c/a h't (C) U: hi u ñi n th gi a hai ñi n c0c (V) µH2O: h s* suy gi m n tính c/a nư1c µX : h s* suy gi m n tính c/a X Các ch vi t t t 2D Two – Dimensional 3D Three – Dimensional ACR American College of Radiology CM Component Module CT Computed Tomography DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine DSS Decision support system MRI: Magnetic Resonance Imaging SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography VI T T T PET: Positron Emission Computed Tomography NEMA: National Electrical Manufaturer’s Association MCNP: Monte Carlo N – Particle EGS: Electron Gamma Shower PENELOPE: Penetration and Energy Loss of Positrons and Electrons SSD: Source to Surface Distance SAD: Source Axis Distance MLC: Multi – Leaf Collimator RGB: Red-Green-Blue CODIM: COnvert DIcom to MCNP5 HU: Hounsfield Unit (H) RBE: Relative Biological Effectiveness QF: Quality Factor GTV: Gross Tumor Volume CTV: Clinical Target Volume PTV: Planning Target Volume OAR: Organ At Risk DVHs: Dose-Volume Histograms GEANT4: GEometry ANd Tracking ICRU: International Commission on Radiation Units and Measurement DANH M C CÁC B NG B ng 3.1: B ng liên h gi a s* CT (ñơn v Hounsfield) v1i m-t ñ+ v-t ch3t 33 B ng 3.2: B ng liên h gi a m-t ñ+ v-t ch3t v1i v-t ch3t 34 B ng 4.1: Ph4 lư)ng xác su3t phát c/a chùm electron ñ t'o photon 6MV 46 B ng 4.2: Ph4 lư)ng xác su3t phát c/a chùm electron ñ t'o photon 15MV 47 B ng 4.3 T6a ñ+ ph7n trăm li8u tương đ*i đư)c tính b9i MCNP5 62 DANH M C CÁC HÌNH V , ð TH Hình 1.1: Quy trình c/a h th*ng x' tr hi n ñ'i 12 Hình 1.2: So sánh k: thu-t Monte Carlo phương pháp gi i tích v8 đ+ khó khăn c/a tốn theo s0 ph;c t'p c/a c3u hình 16 Hình 1.3: GTV CTV 17 Hình 1.4: a) Bi.u di